配电网线损产生原因及计算方法分析

线损率是一种重要的经济指标，这种经济指标反映了一个国家电力损耗的情况。线损率的计算由线损能耗值与总供电量的比值决定[1]。而线损指的是一种能量损耗，这种能量损耗包括了在输电过程中的各个环节导致的能耗损失，如导线的发热、变压器的功率转化损失以及其他电力部件的自身损耗等。电力部分通常会根据线损率决定对线路进行优化改造，因此线损率是在电力研究过程中的一种重要指标，对线损率的研究具有重要的科研价值。

1 线损产生原因分析

1.1 电网中电阻以及感抗的影响

有两种电阻会对电网造成一定的线损，这两种电阻分别是负载自身的绕组电阻，以及输电导线本身的电阻。无论是负载自身的绕组电阻还是输电导线本身的电阻，其电阻值都比较大，因此会对输电能耗的消耗产生可观的影响。但由于负载自身的绕组电阻除具有电阻外还有电感的存在，因此会同时产生有功电量损失和无功电量损失。电感的电压值与电流是成线性变化的，当电流经过电感时，如果该电流是交流电流，那么电感会产生一个反向的、阻碍电流流动的电动势。而电流在克服该电动势继续流动的过程中会对外做功，其做功的直接影响就是温度升高，将电能转化为热能，这种电能的损耗就是有功损耗[2]。在有功损耗中，因为负载变化而导致电流大小发生变化后，对应的线损也会有影响。相反，如果输电导线的负载变大而电流不变，由此将产生更多的损耗，这种损耗就是可变损耗。

1.2 电网中磁场的影响

像变压器和电动机这样能够依靠电能持续产生磁场的电力设备又是属于另外一种类型，特别是变压器这种能够利用磁场进行能量交换的变电器。变压器的主要原理就是利用变化的磁场，将变压器两侧的电能进行交换和传输，实现变压的效果，既可以升压也可以降压。电力元件的一些特性使得交流电在经过他们时会产生一些无功电流。这些无功电流在电网中传输过程中会产生一定的磁场，这些磁场由于无功电流的存在而一直存在[3]。这些磁场的存在导致电气设备的铁芯中会产生磁滞和涡流。而磁滞和涡流通常的结果就是发热量加大，阻碍电磁能量之间的转化。因此一般的电力元件都会因此磁滞和涡流的原因，使得部分电能转化为热能而造成一定的损失。这种存在于铁芯中由于电磁特性导致的损耗就叫励磁损耗。一般励磁损耗的大小与电压大小有相关性，但通常电网中的电压是恒定的，所以励磁损耗一般来说也是固定的。正因为这样，励磁损耗属于固定能耗的一种。

1.3 电网管理层面的影响

由于人为因素和经济条件的不同，一些地区供电公司的管理也会有所不同。此外，能源消费的规章制度不完善，会导致一定数量的不明电能损失，如用户不遵守规定、违规用电、窃电、漏电等现象；由于使用时间长，电气元件的绝缘程度减少，可能产生漏电，存在一定的安全隐患；电能计量设备，特别是机械式计量设备，服役时间过长以后会产生较大的测量误差。还有用电管理部门员工在工作中存在一定的疏漏，导致的损失；因停电导致电网不能稳定运行或因损耗导致电网出现问题等。因管理水平不高造成的损耗，因该损耗发生的可能性没有很好的计算方法，应按管理损耗处理[4]，只能根据营销系统的供电和销售的总数据进行统计，其计算公式为：管理线损＝营业线损=未知线损=电网供电量-售电量-理论线损供电量。

2 线损的理论计算方法介绍

6～10kV 输电线路损耗及变压器损耗、380/220V 低压输电线路、低压电网、电能表及其他电力元件产生的损耗等构成了配电网线损的主要组成部分。理论线损的计算主要就是考虑这几个影响线损的主要部分，因此对这几个主要部分的研究对于研究线损有重要意义：根据理论网损计算结果，可以了解配电网在一定时期内整体运行的经济状况；将配电网的实际线损与理论线损进行比较，可以尽早确定配网中的主要能耗损失原因和电气设备；在一段时间内完成某一区域理论与实际的对比处理，可以为电力管理提供有力的指导信息；建立全国区域节能减排评估的理论和实践评估基础。

线损的理论计算应采用一种简单易行的算法，计算过程应清晰有序。如果理论线损值与实际线损值之间存在较大差距，最好注意计算过程的注解，以便进行步骤审查。计算线路损耗所需的操作数据和原始信息的相对可靠的来源主要有：由测量设备或相关数据确定。线损值应与计算结果的精度要求相对应，如果计算结果显示有重大误差，必须逐级检查计算结果，看是否有计算误差。如果计算过程被证实是正确的，则使用其他精度更高的算法来把最终计算误差调整到允许范围内[5]。

在计算配电网的理论线损时，可使用以下方法确定所需数据：区域配电网的整体网络拓扑结构和电力元件的初始参数。配电网总体结构拓扑图由以下部分组成：电厂、变电站和电网主接线图。根据输电线路的类型，线路的横截面、供电长度、单位长度的电阻值和电抗值等线路自身特性参数都是通过查看表格来确定的，确定这些信息后，可以绘制相应的传输线等值阻抗图，提高理论线损计算的便捷度；配电网电力元件主要包括由以下部分：变压器、故障监测仪、调压器、电容器、调相机和智能开关、跌落式熔断器等。设备在初始安装完成后，应记录这些元件铭牌上的原始参数和数据、设备数量和安装点，这些信息最终都会在配电网计算中作为计算理论线损的重要依据。

3 线损理论计算的难点

在计算线损时，电气设备铭牌原始参数的是否准确会直接影响线损理论计算最终结果，但在这些参数的应用和采集过程中会出现一些问题。

例如，如果用技术人员粗略计算的配电网的线损，由于数据量大，必然会导致计算结果不准确或数据发生错误；同时，由于电网中存在一些损耗较大的电力设备，其工作时间不同也会会导致运行数据不一致，这就增加了从这些设备中收集数据的难度，也不可能根据收集到的数据结果来分析整个电网的综合线损。由于要计算整个电网的线损，而整个电网中各种不同独立控制系统所需的数据将很难协调这些系统在相同条件下的运行，所以收集的所有数据就存在相对较大的不一致性；由于配电网的供电线路是按居民区或负荷点分布的，线路复杂，节点和线路分布也不尽相同，多条配电线路使用的电气设备较多，各式各样，加上导线的型号也有不同，这一些列的差异导致容量、负荷率、油压要求、功率因数、额定功率和绕组也都各不相同；不同地区的供电公司不了解实际情况，导致管理部门采用的线损评估指标不合适，这些都阻碍了配电网的精确计算。

4 结语

详细分析了实际配电网线损的来源，同时给出了理论线损的计算方法，就实际电网中计算理论线损的问题进行了剖析。